Kalsíumkarbíð hvarfast strax við snertingu við vatn til að losa asetýlengas og kalsíumhýdroxíð. Þetta hvarf, karbíðaðferðin, var upprunalega iðnaðaruppspretta asetýlens og er enn notað til suðugass, efnasmíði og sem flytjanlegur vettvangsgjafi gassins.
Viðbragðsjafna og vörur
Umbreytingin er skrifuð sem CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2. Eitt mól af kalsíumkarbíði eyðir tveimur mólum af vatni og gefur af sér eitt mól af asetýleni auk kalsíumhýdroxíðs, þannig að afrakstur asetýlen fyrir hvert tonn af karbíði fer aðallega eftir CaC2 innihaldi þeirrar einkunnar sem hlaðið er.
Viðbrögðin eru mjög útverm og hröð. Stór moli sem fallið er í vatn hvessir, freyðir og losar gas á nokkrum sekúndum og hitinn sem myndast er verulegur inni í lokuðu íláti. Reactor hönnun þarf því að fjarlægja hita og stjórna fóðurhraða frekar en einfaldlega að bæta karbíði við vatn.
Hvers vegna kalsíumkarbíð asetýlen hefur sérstaka lykt
Tæknilegt kalsíumkarbíð er ekki hreint. Brennisteins- og fosfórsambönd sem eru í koks- og kalkhleðslunni fara í gegnum ofninn og lenda í karbíðinu, þannig að asetýlenið sem losnar flytur lítið magn af brennisteinsvetni og fosfíni. Þessi óhreinindi gefa gasinu sína einkennandi óþægilega lykt. Í hreinsunarlestum er hrágasið skrúbbað til að fjarlægja það og hreinsaði straumurinn er notaður þar sem mengunarefnis-frjáls asetýlen er krafist.
Hvernig kalsíumkarbíð er framleitt
Rafmagnsofnminnkunaraðferðin er eina leiðin í atvinnuskyni. Kók og lime er mulið, blandað í stýrðu hlutfalli og borið í lokaðan kalsíumkarbíðofn, þar sem hleðslan er hitað upp með rafmagni og skerðingarþrepið CaO + 3C=CaC2 + CO fer fram. Hitastig hvarfsvæðisins er um 2.000-2.200 gráður, þess vegna er ferlið svo aflfrekt; fyrstu verksmiðjurnar þurftu á ódýru vatnsafli sem gerði aðferðina raunhæfa eftir að hún var fyrst iðnvædd árið 1895.
Bráðið kalsíumkarbíð, sem tapað er úr ofninum, rennur í karbíðpott til að kólna, og er síðan mulið, sigað og pakkað í lokaðar tunnur. Af-gasið er ríkt af kolmónoxíði og er endurheimt sem eldsneyti í nútíma plöntum. Lokaðir ofnar með hærra aflmagn eru ákjósanlegir vegna þess að þeir bæta rekstrarskilyrði, draga úr hitatapi og auka endurheimt kolmónoxíðs, en rykútdráttur er nauðsynlegur í gegnum mulning og skimun.
Rannsóknarstofuundirbúningur og verðstýring
Á rannsóknarstofunni gefur það kröftug viðbrögð og stjórnlausan gasstraum að láta kalsíumkarbíð beint í vatn. Mettað natríumklóríð saltvatn er notað í stað vatns. Saltvatnið hægir á efnahvarfinu, þannig að asetýlen berast sem stöðugt flæði og natríumklóríð sjálft hvarfast ekki við kalsíumkarbíð, sem heldur gasinu sæmilega hreinu. Sama meginregla útskýrir hvers vegna raka verður að vera útilokað frá geymslu: allt vatn sem berst í karbíð byrjar strax að mynda gas.
Hættur, geymsla og slökkvistarf
Hvarfgirni vatns:efnið gefur frá sér asetýlen við snertingu við vatn og gasið kviknar auðveldlega.
Oxunarhætta:Asetýlen getur sprungið þegar það er blandað við oxandi efni og myndar sprengifimar blöndur með lofti á breitt svið.
Eiturhrif óhreininda:lítið magn af brennisteinsvetni og fosfíni losnar með gasinu og er eitrað.
Geymsla:loftræst, svöl og þurr vöruhús, haldið aðskildum frá oxunarefnum og sterkum sýrum og varin gegn raka, leka og gufulínum.
Slökkvistarf:þurrduft, þurr sandur og þurrt steinduft. Ekki má nota vatn á brennandi karbíð eða á karbíð sem gæti komið við sögu í eldi.
Opna ætti tromlur aðeins á vel-loftræstu svæði fjarri íkveikjugjöfum og aldrei má skola leifum í niðurföll. Gasgreiningar- og sprengiþolinn rafbúnaður-er staðlaðar kröfur í geymslu- og meðhöndlunarsvæðum fyrir karbíð.
Algengar spurningar
Sp.: Hver er viðbrögðin á milli kalsíumkarbíðs og vatns?
Kalsíumkarbíð og vatn hvarfast og myndar asetýlen og kalsíumhýdroxíð, skrifað sem CaC2 + 2H2O=C2H2 + Ca(OH)2. Viðbrögðin eru hröð og sterk útverma.
Sp.: Af hverju lyktar karbíð asetýlen illa?
Brennisteinn og fosfór í kók- og kalkhleðslunni lenda í karbíðinu, þannig að hrágasið ber með sér brennisteinsvetni og fosfín sem gefa asetýleni óþægilega lykt sína.
Sp.: Við hvaða hitastig er kalsíumkarbíð framleitt?
Kalk og kolefni minnka rafrænt við u.þ.b. 2.000-2.200 gráður á hvarfsvæði lokuðum ofni, sem framleiðir bráðið karbíð sem er tapað, kælt og mulið.
Sp.: Af hverju er mettað saltvatn notað til að mynda asetýlen á rannsóknarstofunni?
Saltvatn hægir á viðbrögðum við stöðugu gasflæði og natríumklóríð hvarfast ekki við kalsíumkarbíð, þannig að asetýlenið sem myndast er stöðugt og sæmilega hreint.
Sp.: Hverjar eru helstu hætturnar af kalsíumkarbíði?
Það losar eldfimt asetýlen í snertingu við vatn, getur sprungið þegar það er blandað við oxunarefni og gefur frá sér lítið magn af eitruðu brennisteinsvetni og fosfíni með gasinu.
Sp.: Hvernig á að geyma og slökkva kalsíumkarbíð?
Geymið það þurrt, kalt og loftræst, fjarri oxunarefnum og sterkum sýrum. Notaðu þurrt duft, þurran sand eða þurrt steinduft á elda; berið aldrei vatni á karbíð.